Модель томских ученых Института физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук (СО РАН) поможет защитить аппараты от космического мусора. Разработка позволит предугадать реакцию материалов на удары мусора и оптимизировать конструкции аппаратов, сообщили ТАСС в издании «Наука в Сибири».
«Ученые создали модели, дающие представление о том, что происходит при столкновении космического мусора со специальными защитными экранами и иллюминаторами космических летательных аппаратов. Крошечная песчинка летит в разы быстрее пули, со скоростью 7-8 км/с, и при столкновении с незащищенной поверхностью может оставить на ней след или даже сделать пробоину. Однако использование экрана небольшой толщины позволяет избежать этого», — говорится в сообщении.
На рисунках, иллюстрирующих процесс взаимодействия, видно, как мелкая частица встречается с поверхностью экрана, которая тормозит ее, и космический мусор начинает разрушаться. Даже если в экране образуется отверстие, то главная задача выполнена — важный модуль или конструкция летательного аппарата не пострадали, что позволяет продлить срок их эксплуатации.
По данным сибирских исследователей, сейчас на земной орбите огромное количество космического мусора: около 300 тыс. объектов, которые могут быть опасны для летательных аппаратов. Хоть они и успевают сменить траекторию движения, если о приближении чего-то крупного удается узнать заранее, столкновения с мелким мусором все равно неизбежны. И они могут нанести серьезный вред. Например, опасность представляют даже песчинка кварца или кусок алюминия, если они летят со скоростью несколько тысяч метров в секунду.
Поэтому исследователи моделировали ситуации взаимодействия иллюминатора с космическим мусором разной массы, летящим с разной скоростью. Это позволило им описать, что именно в таких ситуациях происходит с иллюминатором: могут образовываться трещины, сколы или даже отколоться целые куски стекла, а образовавшаяся трещина может привести к разрушению.
«Полученные результаты могут лечь в основу конструкторских решений, таких как изменение геометрии отдельных элементов конструкций и их оптимизация. Например, применение специальных защитных экранов позволит уменьшить массу основных модулей: в космосе не должно быть ничего лишнего, каждый дополнительный килограмм на орбите стоит космических денег, поэтому летательный аппарат должен быть сконструирован идеально», — отмечается в сообщении.
В дальнейшем ученые намерены изучить, каким образом удары космического мусора влияют на сварные швы конструкций и околосварные зоны, а также исследовать физические свойства материалов и поведение всей конструкции. Работы проводятся в рамках госзадания и нескольких грантов Российского научного фонда на уникальных программных комплексах, разработанных учеными ИФПМ СО РАН.
Источник: ТАСС.
